生物學(xué)案：第章第節(jié)動物細(xì)胞工程

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第三節(jié)動物細(xì)胞工程學(xué)習(xí)目標(biāo)重難點1.能說出動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程、條件及應(yīng)用。2．能分析出單克隆抗體的制備過程及應(yīng)用。3．能說出動物體細(xì)胞核移植和動物克隆技術(shù)以及應(yīng)用前景。4．能說出動物細(xì)胞融合的方法和過程.重點：1．能分析出動物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程和條件。2．能運用動物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動物。3．能分析出單克隆抗體制備的過程及意義。難點：1．能解決動物細(xì)胞培養(yǎng)中的條件問題。2．能運用所學(xué)知識具體分析單克隆抗體的制備過程。一、動物細(xì)胞與組織培養(yǎng)1．概念：指在體外模擬________環(huán)境，將動物細(xì)胞或組織在____、________和營養(yǎng)充足的條件下培養(yǎng),使其繼續(xù)生長、增殖并維持原有結(jié)構(gòu)和功能的技術(shù)。2．常用技術(shù)：動物細(xì)胞工程一般包括__________________________、體細(xì)胞克隆、細(xì)胞融合、________________等技術(shù)。3．動物細(xì)胞培養(yǎng)與動物組織培養(yǎng)的主要區(qū)別:動物細(xì)胞培養(yǎng)需要用________等使組織塊中的細(xì)胞離散，而動物組織培養(yǎng)過程則不需要。4．培養(yǎng)基分類：根據(jù)營養(yǎng)物質(zhì)的來源,可將培養(yǎng)基分為__________和__________.前者主要取自________、動物組織提取液和雞胚汁等。具有營養(yǎng)價值高、成分復(fù)雜的特點。后者是人工配制的，具有________、便于控制實驗條件的特點。5．原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)。（1）原代培養(yǎng)：指從供體獲得組織或細(xì)胞的________。（2）傳代培養(yǎng):指將原代培養(yǎng)的細(xì)胞________后轉(zhuǎn)入新的培養(yǎng)瓶中________.一般情況下,傳代培養(yǎng)______次后，細(xì)胞增殖會明顯____,甚至完全停止。預(yù)習(xí)交流用于培養(yǎng)的動物細(xì)胞與組織為何大多數(shù)要取胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織？二、動物體細(xì)胞克隆1．克?。含F(xiàn)在克隆是指____上完全相同的分子、細(xì)胞或來自同一祖先的生物個體的______________。2．動物體細(xì)胞克?。褐笇⒐w體細(xì)胞的______與________________的細(xì)胞質(zhì)進行人工組合，借助于卵細(xì)胞的發(fā)育能力,經(jīng)過培養(yǎng)發(fā)育成胚胎進而形成____的技術(shù)。體細(xì)胞克隆的關(guān)鍵是__________技術(shù)。3．動物細(xì)胞核移植技術(shù)：一種利用顯微操作技術(shù)將某種動物細(xì)胞的______移入同種或異種動物的去除細(xì)胞核的成熟______內(nèi)的技術(shù)。預(yù)習(xí)交流“多利”等克隆動物的培育成功，為何只能說明動物細(xì)胞核具有全能性，而不能說明動物細(xì)胞具有全能性？三、動物細(xì)胞融合和單克隆抗體制備1．動物細(xì)胞融合（1）概念:指在一定條件下，將兩個或多個細(xì)胞融合為________的過程。該技術(shù)可使不同類型的________之間進行融合,形成雜種細(xì)胞。所以，它又是研究細(xì)胞間______________等的有效途徑。(2）促融合方法:主要為物理法（如____法）、化學(xué)法（如________法）和生物法（如________法）三種.其中______的應(yīng)用效率比較高。（3)應(yīng)用：動物細(xì)胞融合技術(shù)最重要的用途是制備______________。2．單克隆抗體（1）制備：實驗室制備單克隆抗體可從________或____培養(yǎng)獲得，工業(yè)化制備單克隆抗體一般通過____獲得。（2）優(yōu)點：單克隆抗體特異性____、純度____、靈敏度高、產(chǎn)量____、容易標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。(3）應(yīng)用:開發(fā)治療________的抗體;治療由于________的紊亂而導(dǎo)致的各種疾病。預(yù)習(xí)交流利用由小鼠的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合而成的雜交細(xì)胞，為何能制造大量的特異性強、純度高的單克隆抗體？答案:一、1.動物體內(nèi)無菌溫度適宜2．動物細(xì)胞與組織培養(yǎng)、細(xì)胞核移植單克隆抗體制備3．胰蛋白酶4．天然培養(yǎng)基合成培養(yǎng)基動物血清成分明確5．（1）初次培養(yǎng)（2）分離稀釋繼續(xù)培養(yǎng)10～50減緩預(yù)習(xí)交流：答案：進行動物細(xì)胞培養(yǎng)或組織培養(yǎng)的目的主要是讓細(xì)胞分裂、分化或保持旺盛的生命力，而胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織內(nèi)的細(xì)胞正具有分化程度低、分裂分化能力強、生命活動旺盛的特點。二、1。遺傳無性繁殖群體2．細(xì)胞核受體去核卵細(xì)胞個體細(xì)胞核移植3．細(xì)胞核卵細(xì)胞預(yù)習(xí)交流:答案：克隆動物是由動物體細(xì)胞的細(xì)胞核與去核卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)融合為一個細(xì)胞,由這個細(xì)胞發(fā)育而成的。克隆動物的性狀幾乎全由供體細(xì)胞的細(xì)胞核控制，而不由一個分化完成的體細(xì)胞發(fā)育而成。三、1。（1）一個細(xì)胞動物細(xì)胞遺傳信息的轉(zhuǎn)移（2）電場聚乙二醇仙臺病毒物理法（3）單克隆抗體2．（1）動物體內(nèi)體外體外（2）強高大（3）惡性腫瘤免疫系統(tǒng)預(yù)習(xí)交流：答案：B淋巴細(xì)胞是接受過特定抗原刺激的淋巴細(xì)胞，僅能產(chǎn)生一種相應(yīng)的抗體，骨髓瘤細(xì)胞具有無限增殖的特性。所以,由它們?nèi)诤铣傻碾s交細(xì)胞既具有產(chǎn)生單克隆抗體的能力，又具有無限增殖的特性，進而讓人們通過對雜交細(xì)胞的培養(yǎng)，先獲得大量的雜交細(xì)胞，然后在這些細(xì)胞的分泌物中獲得大量的特異性強、純度高的單克隆抗體.在預(yù)習(xí)中，還有哪些問題需要你在聽課時加以關(guān)注？請在下列表格中做個備忘吧！我的學(xué)困點我的學(xué)疑點一、動物細(xì)胞培養(yǎng)1．在動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程中所用的工具酶是什么？它有什么作用？能否用胃蛋白酶代替？2．動物細(xì)胞培養(yǎng)可以分為哪兩個階段？請將動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程示意圖補充完整.3．結(jié)合所學(xué)知識，思考動物細(xì)胞培養(yǎng)需要哪些基本條件。一般來說，動物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足以下條件()。①無毒的環(huán)境②無菌的環(huán)境③合成培養(yǎng)基需加血清④溫度與動物體溫相近⑤需要O2,不需要CO2⑥需要O2、需要CO2A．①②③④⑤⑥B．①②③④ C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥項目動物細(xì)胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)理論基礎(chǔ)（原理）細(xì)胞增殖細(xì)胞的全能性培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基,含營養(yǎng)物質(zhì)、動物血清等固體或半固體培養(yǎng)基，含營養(yǎng)物質(zhì)、激素等基本過程動物組織剪碎↓胰蛋白酶單個細(xì)胞↓培養(yǎng)液細(xì)胞懸液↓原代培養(yǎng)↓傳代培養(yǎng)離體植物組織、器官↓脫分化愈傷組織↓再分化胚狀體↓幼苗結(jié)果大量產(chǎn)生細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)品獲得新個體或細(xì)胞產(chǎn)品用途①生產(chǎn)蛋白制品②轉(zhuǎn)基因動物的培育③檢測有毒物質(zhì)①生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物②轉(zhuǎn)基因植物的培育③作物新品種的培育④微型繁殖、作物脫毒、生產(chǎn)人工種子二、動物體細(xì)胞克隆總結(jié)克隆動物的產(chǎn)生過程，并思考下列問題。(1）圖中步驟a和步驟b各表示哪種技術(shù)手段？（2)克隆羊“多利”的性狀更接近于黑面綿羊還是白面綿羊?為什么？（3）從生殖方式來看，克隆羊“多利”與普通羊有什么區(qū)別?從母羊甲的體細(xì)胞中取出細(xì)胞核，注入母羊乙的去核卵細(xì)胞中，融合后的細(xì)胞經(jīng)卵裂形成早期胚胎，再植入另一只母羊丙的子宮內(nèi)，出生小羊的大多數(shù)性狀（).A．難以預(yù)測 B．像甲 C．像乙 D．像丙動物細(xì)胞核移植注意點(1）供體細(xì)胞應(yīng)選取優(yōu)良動物的體細(xì)胞，一般選用傳代培養(yǎng)10代以內(nèi)的細(xì)胞。（2)受體細(xì)胞應(yīng)選用處于減數(shù)第二次分裂中期的去核卵母細(xì)胞,因處于此期的細(xì)胞具備與精子受精的能力。(3)將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞后，需用電刺激或化學(xué)方法處理，激活受體細(xì)胞,使其進行分裂并發(fā)育為早期胚胎.（4）生產(chǎn)出的克隆動物的性狀與供體動物基本相同，但由于受體動物的細(xì)胞質(zhì)基因也要控制性狀，因此克隆動物并不完全和供體動物相同。（5）此過程涉及動物細(xì)胞培養(yǎng)、顯微注射技術(shù)、胚胎移植等技術(shù)操作。三、動物體細(xì)胞融合技術(shù)1．制備單克隆抗體時選擇的兩個親本細(xì)胞分別是什么？請說明理由。2．為什么要給小鼠注射特定的抗原蛋白？誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合以后,在相應(yīng)的培養(yǎng)基上至少存在幾種類型的細(xì)胞?分析下列事實:①胡蘿卜韌皮部細(xì)胞通過組織培養(yǎng)能發(fā)育成完整植株；②綿羊乳腺細(xì)胞核移植入去核卵母細(xì)胞中，能發(fā)育成有生殖能力的綿羊。基于以上事實,下列敘述中不正確的是（）。A．高度分化的動植物細(xì)胞都具有全能性B．高度分化的動物細(xì)胞核具有全能性C．分化細(xì)胞中不表達的基因仍存在于細(xì)胞核中,并沒有消失D．分化細(xì)胞中不表達的基因具有再表達的潛能植物體細(xì)胞雜交與動物細(xì)胞融合的比較植物體細(xì)胞雜交動物細(xì)胞融合細(xì)胞融合原理細(xì)胞膜的流動性、植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動性細(xì)胞融合方法用纖維素酶、果膠酶去除細(xì)胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細(xì)胞分散后，誘導(dǎo)細(xì)胞融合誘導(dǎo)手段離心、電刺激、振動、顯微操作、聚乙二醇等誘導(dǎo)與植物體細(xì)胞雜交相比，還可用滅活的病毒誘導(dǎo)結(jié)果獲得雜種植株獲得雜種細(xì)胞,以生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)品用途克服遠緣雜交不親和的障礙，擴展雜交親本范圍,培育新品種制備單克隆抗體、病毒疫苗、干擾素等相同點①兩者在融合過程中都會發(fā)生多種融合方式，如A—A，B—B，A-B，因此要進行篩選②兩者都要用到細(xì)胞融合和細(xì)胞培養(yǎng)兩種技術(shù)手段答案：問題導(dǎo)學(xué)活動與探究一：1．答案：在動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程中所用的工具酶是胰蛋白酶，它的主要作用是將動物組織分散成單個細(xì)胞，另外，在傳代培養(yǎng)的過程中,利用胰蛋白酶處理還可以將動物細(xì)胞從培養(yǎng)瓶上脫落下來。由于胰蛋白酶與胃蛋白酶的最適pH條件不同，故不能用胃蛋白酶代替.2．答案：原代培養(yǎng)是指從供體獲取組織或細(xì)胞后的初次培養(yǎng)。將原代培養(yǎng)的細(xì)胞分離稀釋后轉(zhuǎn)入新的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，稱為傳代培養(yǎng)。一般情況下,傳代培養(yǎng)的動物細(xì)胞分裂10～50次后,細(xì)胞增殖會明顯減緩，甚至完全停止。3．答案:（1）無菌、無毒的環(huán)境：即對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進行無菌處理。通常要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防培養(yǎng)過程中的污染。此外，還應(yīng)定期更換培養(yǎng)液,以便清除代謝產(chǎn)物,防止代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害。（2）營養(yǎng)：動物細(xì)胞培養(yǎng)需要的營養(yǎng)物質(zhì)主要有葡萄糖、無機鹽、氨基酸、維生素、核酸、嘌呤、嘧啶、激素和生長因子等。由于人們對細(xì)胞所需要的營養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全搞清楚，因此,在培養(yǎng)液中還需要加入少量的動物血清。（3）溫度和pH：培養(yǎng)細(xì)胞的最適溫度為37℃左右,最適pH范圍為7。2～7。4（4）氣體環(huán)境:細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有O2和CO2,它們的作用分別是O2是細(xì)胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。遷移與應(yīng)用：D解析:動物細(xì)胞體外培養(yǎng)要求環(huán)境無菌、無毒,培養(yǎng)液中添加一定量的營養(yǎng)物質(zhì),合成培養(yǎng)基中需加血清等一些天然成分，還需要適宜的溫度、pH。O2是細(xì)胞代謝所必需的，CO2可維持培養(yǎng)液的pH?；顒优c探究二：(1)答案：步驟a相當(dāng)于細(xì)胞核移植；步驟b相當(dāng)于胚胎移植。（2）答案：克隆羊“多利”的性狀應(yīng)該更接近于白面綿羊，因為控制生物性狀的遺傳物質(zhì)主要存在于細(xì)胞核中。（3)答案：從生殖方式來看，克隆羊“多利”屬于無性生殖，而正常羊?qū)儆谟行陨场＿w移與應(yīng)用：B解析：生物的性狀遺傳可以分為由細(xì)胞核內(nèi)DNA控制的細(xì)胞核遺傳（主要）和由細(xì)胞質(zhì)基因控制的細(xì)胞質(zhì)遺傳.經(jīng)該過程出生小羊的大多數(shù)性狀像甲（細(xì)胞核遺傳)，少數(shù)性狀像乙（細(xì)胞質(zhì)遺傳），不會出現(xiàn)像丙的性狀。活動與探究三：1．答案：制備單克隆抗體時選擇的兩個親本細(xì)胞分別是小鼠的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞,這是因為單個B淋巴細(xì)胞具有產(chǎn)生化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強的抗體的優(yōu)點，但是不能無限增殖；而體外培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞（如骨髓瘤細(xì)胞)具有無限增殖的優(yōu)點.2．答案:給小鼠注射特定的抗原蛋白是為了使小鼠獲得相應(yīng)的免疫反應(yīng)，從而獲得相應(yīng)的效應(yīng)B淋巴細(xì)胞；誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合以后,在相應(yīng)的培養(yǎng)基上至少存在5種類型的細(xì)胞，即雜交瘤細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞自融的細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞以及B淋巴細(xì)胞自融的細(xì)胞。因此,要對融合后的細(xì)胞進行篩選.遷移與應(yīng)用：A解析：動物細(xì)胞作為整體,它的全能性受到限制,目前只見到高度分化的細(xì)胞核在去核卵細(xì)胞中表現(xiàn)出全能性，還未見到融合細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的例子。1．下列不屬于克隆的是（）。A．植物體通過體細(xì)胞進行的無性繁殖B．將某種腫瘤細(xì)胞在體外大量培養(yǎng)繁殖C．扦插和嫁接D．將雞的某個DNA片段導(dǎo)入小鼠的細(xì)胞中，并得以表達2．在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中,使用胰蛋白酶的目的是（）。A．使動物組織分散為單個細(xì)胞進行培養(yǎng) B．去掉細(xì)胞壁成為原生質(zhì)體C．去掉細(xì)胞膜暴露出原生質(zhì)體便于細(xì)胞融合 D．促進蛋白質(zhì)水解為多肽3．單克隆抗體在疾病的診斷、治療和預(yù)防方面與常規(guī)抗體相比，其特點是（）。A．單克隆抗體特異性強、純度低、靈敏度高、產(chǎn)量高B．單克隆抗體特異性強、純度高、靈敏度低、產(chǎn)量高C．單克隆抗體特異性強、純度高、靈敏度高、產(chǎn)量低D．單克隆抗體特異性強、純度高、靈敏度高、產(chǎn)量高4．下列關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，正確的是（）。A．培養(yǎng)中的人的效應(yīng)T細(xì)胞能產(chǎn)生單克隆抗體B．培養(yǎng)中的人B細(xì)胞能夠無限地增殖C．人的成熟紅細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)能形成細(xì)胞株D．用胰蛋白酶處理肝組織可獲得單個肝細(xì)胞5．單克隆抗體技術(shù)在疾病診斷和治療以及生命科學(xué)研究中具有廣泛的應(yīng)用。下列關(guān)于單克隆抗體的敘述,錯誤的是（）。A．特異性強、靈敏度高B．與抗癌藥物結(jié)合可制成“生物導(dǎo)彈”C．體外培養(yǎng)B淋巴細(xì)胞可大量分泌單克隆抗體D．由效應(yīng)B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合而成的雜交瘤細(xì)胞分泌答案:1．D解析：現(xiàn)代克隆是指遺傳上完全相同的分子、細(xì)胞或來自同一祖先的生物個體的無性繁殖群體。由概念可知A、B、C三項符合,D項屬于基因工程。2．A解析：在動物細(xì)胞培養(yǎng)前,先用胰蛋白酶使細(xì)胞相互分散開,以增加與培養(yǎng)液的接觸面積,